科學探索菌
子彈正上方射出後,有一部分能量被空氣阻力消耗了,落下來後的危險程度取決於這部分消耗能量究竟有多大。下面我們一起分析一下。
1、子彈的受力
子彈在發射出槍口的瞬間,就獲得了初速度。此後,子彈不再受到火藥推力的作用,而僅僅是重力和空氣阻力。在上升階段,空氣阻力向下,與重力一起,減緩子彈的上升速度。當子彈到達最高點後,受重力作用開始下降,此時空氣阻力向上,阻礙子彈下降。
空氣阻力與速度的平方成正比,速度越快,阻力越大。因此,在子彈發射的瞬間,空氣阻力由0開始急劇增加,達到最大值。隨後,隨著上升速度的降低,阻力減小,最高點時阻力為零。下降過程中,速度不斷增加,阻力也在增加,到達發射點位置時,返程的阻力達到最大值。但是由於阻力對能量的消耗,返程的速度沒有達到發射速度,返程阻力小於發射阻力。
2、子彈的能量估算
以51式手槍為例,其子彈口徑7.62mm,重約10g,發射速度約420m/s。因此,其初始狀態動能約882J,這麼大的能量可將1kg重的物體提升88.2m。假如忽略空氣阻力,那麼子彈可以升到8820m的高度,都快要打到客機了。
實際上子彈不可能達到那麼高,因為空氣阻力會消耗掉很大一部分能量。空氣阻力表達式如下。其中,C是阻力系數,與形狀等有關,ρ是空氣密度,s是迎風面積,v是速度。
針對7.62mm的子彈,迎風面積約45.6mm2,空氣密度取1.29kg/m3。阻力系數與形狀有關,流線型的阻力最小。假設該手槍子彈為尖頭,其阻力系數約0.5。那麼發射時,最大阻力有2.59N,而子彈的重力約0.1N,阻力是重力的26倍。
子彈在運動過程中,速度不斷減小,阻力也隨之減小,合外力減小,因此子彈的加速度也在減小。我們假設加速度的減小是線性的,這樣方便計算。最大加速度發生在子彈發射的瞬間,根據牛二定律可得,最大加速度有26.9m/s2。最高點加速度為10m/s2,那麼上
升過程的平均加速度為18.45m/s2,方向向下。下降階段,由於阻力向上,平均加速度小於18.45m/s2。由於加速度實時在變,很難精確計算。從而很難準確計算高度,及消耗的能量。通過查閱資料,子彈上升的最大高度約1200m,勢能約120J,那麼阻力消耗762J。可見,絕大部分能量都被空氣阻力消耗了。
下降階段,重力作正功,從1200m的高空落下,若無阻力,到達地面速度有155m/s。由於阻力的存在,末狀態速度肯定低於155m/s。此時,總能量120J,假如與上升階段一樣,阻力消耗86%的能量,那麼落地後的速度為75m/s。
實驗表明,速度超過61m/s,即可穿透皮膚。因此,該子彈落地後,可以輕易的對人體造成殺傷力。
3、總結
由於空氣阻力的大小隨速度一直在發生變化,所以很難直接計算出阻力究竟消耗了多少能量。因此,在計算中,根據實際情況,作了很多假設,
最後發現子彈落地後的速度仍然有75m/s的大小,可以輕易的穿透人體皮膚。力學Nerd王小胖
朝天開槍,子彈掉下來是可以砸死人的,是死是傷,全靠運氣。
在非洲、中東和南亞一些動盪國家,槍支氾濫,許多人喜歡朝天鳴槍以示慶祝,跟咱們過節喜歡放鞭炮一樣,就為了聽個響兒。不一樣的是,向天鳴槍年年都打死許多無辜的人。
(烏克蘭士兵鳴槍慶祝)
不僅在不發達國家,即使是在美國,也不時會有被從天而降的流彈擊傷的事情發生。這不,2017年元旦,40歲的德克薩斯州民主黨眾議院議員阿曼多·馬丁內斯(Armando Martinez)剛走出他農場的家門,就覺得腦袋被鐵錘狠狠地砸了一下。當馬丁內斯被送到醫院後,醫生髮現一顆.22口徑的子彈嵌進了他的顱骨。幸運的是,這枚子彈刺破了他的頭骨,剛剛抵住大腦的頂層硬腦膜就停住,否則這個議員就報廢了。
(阿曼多·馬丁內斯眾議員在康復後接受CNN專訪畫面)
馬丁內斯並不是第一個流彈的受害者,據美國疾病控制和預防中心2004年的一項統計發現,當年新年前夜和元旦當天,為了慶祝新年而向天發射的子彈造成1人死亡、19人受傷。36%的受害者被擊中頭部,26%的人被打到腳,16%的人肩膀受傷。
而在伊拉克,2003年當薩達姆侯賽因的兒子烏代和庫賽被打死後,至少有20個無辜者在伊拉克人朝天鳴放的慶祝槍聲中遇害。
(狂野的大媽)
為什麼子彈從天上掉下來還有殺傷力?
這不是一個簡單的問題
一般來說,子彈的發射距離與藥筒中的火藥成分及數量相關、與子彈頭的大小及形狀有關,也與發射子彈的槍支有關係。發射藥會給子彈一個向前的動能,當子彈飛出槍膛,它會受到強大的空氣阻力和地球的引力影響,風也可以將它吹偏,狙擊手們很在意風的大小。
子彈向天空發射,可以打到很高的高度。你很難通過單純公式準確地計算子彈的彈道,因為空氣阻力的影響因素很多,比如溫度、溼度、海撥高度以及氣壓變化等等,彈道專家們通常會結合大量的實彈射擊來得出結論,下表就是一些常見子彈垂直飛行高度的統計:
從這張表我們可以看出,擊中馬丁內斯的子彈最高能飛到1179米,北約7.62毫米步槍彈要高出一倍,達到2400米,而斯普林菲爾德0.30-06步槍彈的最大高度居然達到3080米!這簡直可以用來打飛機。
(各種型號的長槍子彈)
彈道專家通常不會研究子彈垂直向上飛行的情況,因為它不會在戰鬥中用到,因此我們能得到的數據很少。
一般來說,子彈在向上飛行的過程中是相對穩定的,因為彈頭在出膛之後會沿著軸線自轉,自轉的角動量可以使子彈像個陀螺一樣保持尖端向前,這有助於減少空氣阻力,從而獲得更大的速度。
當子彈上升到垂直彈道的頂點時,動能轉變為勢能,子彈開始在地球引力的作用下自由落體。它的速度會越來越快。但這時候子彈不再自轉了,它開始無規律地翻滾,因此子彈受到的空氣阻力很難用公式準確計算出來。要想知道它最終的落地速度,還是需要實彈射擊。
美國一個彈道專家在在佛羅里達州的一個靶場進行了實驗,他用各種武器向天空垂直射擊。結果是當一枚標準的.30口徑子彈垂直向上發射後,它會在18秒內升至2743.2米的高度,從這個高度落回地面的時間是31秒。在最後幾百米內,這枚子彈的速度“幾乎恆定”在91.4米/秒,這足以殺死一名成年人。
(北約7.62mm子彈和彈頭,箭頭所指是彈頭在槍管膛線的擦痕,膛線使子彈像陀螺一樣旋轉從而保持穩定飛行)
斜向發射的子彈擁有強大殺傷力
慶祝者發射子彈通常是隨機地朝天亂打,他們不會去小心地計算彈道,事實上即便是他們知道亂飛的子彈有危險,就更不會刻意保持槍口的垂直,因為那樣會大概率擊中自己。
而向斜前方發射的子彈在到達最高點後並不會停止,它們會沿一條拋物線前進,因此當子彈下落時,它的尖端大概率是向下的,空氣對它的阻力更低,這將造成更大的殺傷。
(70度角發射的曲線彈道)
第一次世界大戰時,協約國與軸心國混戰,德國的重機槍手就利用這種曲線彈道的原理大量殺傷協約國士兵。他們將多挺重機槍槍口以很大的仰角向上發射,子彈像雨點一樣落在對方的戰壕裡,即便是匍匐在地的士兵也難逃從天而降的彈雨襲擊,他們中的許多人還沒來得及發起衝鋒就提前去見了上帝。
(機槍手並不是打飛機,而是打躲在對面戰壕裡的人)
馬丁內斯眾議員傷愈回到德克薩斯州後,他一直試圖通過立法阻止那些動不動就對天放槍的人,避免自己的悲劇在其他無辜者身上重演,遺憾的是到目前為止他還沒有成功。
老粥科普
朝天開槍子彈落下來當然危險了。
不過,這個行為是有些國家有些民族的一個慶祝行為。
遇到高興的事情,大家很喜歡朝著天空集火射擊一番以增添喜慶氣氛。
比如在阿拉伯地區,有的時候看到一群白袍子舉起AK在哪裡突突,其實並不是恐怖襲擊,而是某個阿拉伯家族的婚禮,族人在開槍弄出點動靜好熱鬧熱鬧。
當然了,這種漫天彈幕一樣的射擊往往就會帶來意外傷亡。
子彈是會打到無辜的人的頭頂上的。
一般的人想像子彈都自由落體下落了就應該沒有多大的殺傷力,但是要注意的是子彈從高處下落還是有自由落體加速度的。
大體可以這樣理解,子彈離開槍口的動能 - 上升時空氣阻力消耗的能量= 子彈最高點的勢能,子彈的最高點勢能 - 下落時空氣阻力消耗的能量 = 擊中無辜行人的動能。
同時這裡還有一個概念,如果是垂直開槍垂直下落的話,那麼子彈的傷害會稍微小一些。但如果是傾斜開槍(大部分情況)的話,則子彈的動能往往沒有真正的被空氣阻力所完全抵消,很可能造成致命傷害。
軍武數據庫
朝天鳴槍作為很多國家軍隊的傳統,一直以來都大部分人都只能在電視中看到,但細心觀察就會發現鳴槍時槍口其實是朝向斜上方而不是正上方,這麼做的原因就是為了避免子彈動能消耗完畢後的自由落體衝擊給地面上的人造成傷害。
不論是銅質子彈還是鋼製子彈,這些形狀特殊的金屬物設計設計之初就是為了更好的鑽進人體內,如今小口徑步槍子彈重量在10克左右,而反器材狙擊步槍的子彈重量達到了驚人的30克,不過考慮到各國鳴槍都採用普通步槍,因此我們只考慮步槍子彈自由落體的危害。
在現代小口徑步槍出膛速度600到800m/s的情況下,朝天鳴槍後的子彈在上升過程中受到空氣阻力和速度的平方呈現正比例關係,且在地球引力的影響下子彈的速度是會越來越慢的。
國外科學家曾經將紅外線探測器瞄準子彈對其進行了全程追蹤,最終這顆初速650m/s的子彈在向上飛行13秒後才到達了1100米的最大高度,而後便開始在引力作用下開始自由落體運動,最終接觸到地面時的速度為95m/s
還有一個國外興趣小組採用手槍子彈朝天鳴槍且使用豬頭來測試自由落體的危害,觀測到的數據表明該手槍子彈在最後落向豬頭時的速度為45m/s,連豬皮都沒有刺穿。
朝天鳴槍後下落的子彈毫無疑問是具有一定危險性的,儘管一系列的科學實驗表明子彈在45m/
s到65m/s的情況下才會刺穿皮膚給人造成傷害,但考慮到實際情況中不斷變化著的風速和溼度甚至是海拔高度,子彈的終端速度和實驗中的速度可能並不相符,造成的傷害也不盡相同。
除了到達的高度和一系列天氣原因以外,子彈下落時的運動狀態也是決定其危害的重要原因,一顆5.56毫米口徑的子彈在達到1179米的最高高度後如果是翻滾著下落那麼速度則只有43m/s,如果是底部朝下的話為60m/s,而如果是頂部的尖頭向下的話子彈的流體力學優勢就會得到最大的發揮,下墜速度將達到70m/s以上。
通過以上數據可知高空墜落的子彈並不一定能取人性命,不過受傷是肯定的,而如果是大口徑子彈且砸中要害部位的話是很有可能危及生命甚至當場死亡的。
2016年時南京翠屏山附近小區的一位推著嬰兒車的年輕媽媽在散步途中被流彈擊中腰部,事後警方調查確認該子彈來自於臨近的露天靶場,系學員脫靶所致,然後靶場就被關停了,然而如果當時那顆流彈再向下偏移幾釐米的話被擊中的就是嬰兒車裡的孩子了。
目前大多數朝天鳴槍的活動都採用只有彈殼和底火且裝藥量少的空包彈來進行,為的就是儘量避免流彈傷人事件發生,但我們在遇到類似活動時還是不要靠太近為好。
宇宙探索未解之迷
答:子彈彈頭是金屬製成,手槍和步槍的彈頭一般重10克左右,向天上開槍後墜落下來,還會保持很高的速度,擊中人體也會造成很大的傷害,這叫做流彈傷人。
子彈出膛時速度是很高的,步槍的出膛速度高達600~800m/s,當子彈上升到最大高度時水平速度降為零,然後在重力作用下墜落,受空氣阻力的影響,子彈的速度並不會一直增加。
由流體力學知識可知,子彈所受空氣阻力,大致和速度的平方成正比,當阻力和重力相等時,就達到了最大下落速度。
子彈所受阻力與速度的關係,和子彈的形狀、空氣密度、溼度等等有關係,是一個非常複雜的多元函數,所以理論計算子彈的最終速度是很難的。
好在科學家實際做了實驗,用步槍朝著天空垂直開槍,然後使用紅外線探測器,對子彈進行全程追蹤,測量得到的數據如下:
1、子彈出膛速度為650米/秒;
2、子彈在13秒時,達到了最大高度1100米;
3、子彈在43秒時,落回地面,落地速度為95米/秒;
這麼高的落地速度,如果直接擊中人體,肯定是非常危險的,如果擊中人的要害,甚至致命也是有可能的;實際上,歷史上也發生過數次流彈傷人的事件。
比如在2016年,澎湃新聞就報道了一篇流彈傷人的事件,說江蘇南京的一對夫妻推著嬰兒車在小區散步,然後被一顆子彈擊中;經查實,該子彈是旁邊某大學的靶場距離小區太近,學員射擊時脫靶,導致流彈落入小區所致。
考慮這樣的危險,國家重要儀式的儀仗隊,都是使用空包彈,就是為了防止流彈傷人。
我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!
艾伯史密斯
朝天開槍,子彈落下的角度如果是“恰好”的,危險性還是很大的,尤其是子彈周邊的“吃瓜群眾”受到傷害的幾率還是比較高的,甚至是致命的。
如果垂直朝天開槍,危險係數相對比較低,畢竟子彈的動能和質量沒有正面角度射出的那麼大,造成傷害的幾率會降低,但是,如果是口徑較大的子彈(7mm以上的子彈)依然可能致命。
此前,據美國軍方的一個實驗數據表明,步槍子彈的單頭垂直髮射的速度超過2600FPS,18秒左右達到頂點,子彈自身的動能加上地球重力共計花了約30秒落回地面,終端速度在280-300FPS。
子彈的運動速度超過每秒76米的速度可致命,每秒76米摺合約211FPS,據以上實驗數據可得,朝天開槍,子彈落回地面的速度大於每秒76米,也是非常危險的。
墨墨觀察
如果朝天開槍,子彈去了哪裡?飛出去的子彈是不是還有殺傷力?讓我來為你解答這個問題。
首先說,如果垂直向上開槍,那麼在不考慮橫向吹過來的風的影響,那麼子彈一定會掉落回原處。如下圖所示,就是這種被稱為“豎直上拋運動”的示意圖。子彈在向上飛的過程中,因為空氣阻力和重力作用不斷減速,直到速度為零,然後再開始在重力作用下垂直下落。
但是,由於向下落的過程中,隨著速度的增大,空氣阻力也逐漸增大,直到與重力相等,再之後子彈的速度就保持恆定了——這就是子彈的最大速度。
在上述過程中,空氣阻力耗費掉了絕大部分子彈的動能,所以相對來說不是那麼危險。
有其他的答主給出了數據:子彈垂直髮射的出膛速度是650米每秒,但是最終下落的時候速度只有90米每秒了,雖然說速度依然很快,對於人來說仍然有很大的危險,但是這個時候子彈的動能已經下降了98%,危險已經大大降低了。
真正危險的是槍口斜向上射擊,甚至於軍事上專門會通過這種方式殺傷敵人。
如果有熟悉軍事的朋友就會知道軍事上有一個概念叫做“超越射擊”,簡單來說就是陣地上的機槍手並不是把槍端平射擊,而是斜向上射擊,最大角度甚至於可以達到45度。【如下圖所示】
因為槍口幾乎還是保持平射,所以飛行距離短、空氣阻力影響的效果小,子彈下落的時候依然保持較高的速度、具有較大的殺傷力。
同時,由於槍口與水平面之間有一定的夾角,所以子彈可以打出來一條拋物線,這樣在後方掩護隊友衝鋒的重機槍可以一方面可以避開前方正在衝鋒的隊友,另一方面可以避開敵人的戰壕和障礙物,直接打到躲在後面的敵人。所以這種戰術被廣泛應用於戰場上【如下圖所示】。
總結一下,朝天開槍的時候,子彈下落下來依然具有較高的殺傷力,甚至於戰場上就有專門的戰術來“朝天開槍”,實現殺傷敵人、掩護隊友的目的。
航小北的日常科普
危險!
我們看看新聞!
警察開槍制服持刀砍人醉漢 圍觀群眾被流彈射傷
根據南方都市報報道:2015年9月20日下午,深圳寶安石巖麻布新村一巷子內,一名醉酒男子持刀砍人。鳴槍示警無效,醉漢被民警開槍擊傷制服。住在十巷某棟的王小姐則稱,槍響時,自己跟一些街坊躲在了小巷內,“一名酒鬼從三輪車中拿出鐵皮長刀砍人,其中一個警察朝天開槍後,又開了幾槍,(民警)邊跑邊開槍。”王小姐稱,有輛車的後備箱還被子彈打穿了。
另一名受傷居民為女性,目前正在石巖人民醫院治療。其兒子表示,母親是背部靠近腰部的地方受到流彈擦傷,“當時母親正走回家,後感覺到腰部麻麻的,1個小時內就腫了起來,2個小時候腰部後側就發黑。”
這是從網上摘取的一段新聞。
很明顯,子彈飛上了天空,等到子彈的動能用完了,那麼就肯定會下滑下來的。因為子彈這麼一點動能是不可能飛出大氣層的。
子彈頭本身是金屬的,如果從足夠的高度下滑,就會具有很大的動能。動能足夠大,對財產和人生安全是會有影響的。
從新聞可以看到:警察開槍示警之後,流彈擦傷了附近的群眾,還有一輛車。車都能被打出一個洞來,那麼動能肯定不小。
但是,這也是沒有辦法,因為警察也是為了保護大家的安全。
所以,遇到危險的情況,大家儘可能的避開,甚至不要圍觀。專業的事情要讓專業的人來辦,直接報警就好了。
我們也不要圍觀,因為如果開槍的話,即使是對天開槍,但還是對有一定的危險性的。
太平洋電腦網
就在這個月,最高人民法院已經把“高空拋物”這一行為入刑了,從情節的嚴重性來看,“高空拋物”最高可以按故意殺人罪論處(所以住在高樓層的朋友要注意啦,千萬不能往樓下丟東西,搞不好就被判個“謀殺未遂”了),不過我們平時所說的“高空拋物”其高度也不過從十幾層樓至幾十層樓不等,而朝天上射擊的子彈呢?彈丸具體能打多高我不清楚,但是根據子彈類型的不同,這個高度應該是在幾百米至數千米之間,彈丸的質量也是從幾克至幾十克不等。所以,從千米高空落下來的彈丸,其危險程度,絕對不會比日常的“高空拋物”還要低,畢竟從高樓上丟個易拉罐都是可以砸傷人的。
▲“高空拋物”入刑
關於天上掉落的子彈的危害,wikipedia上有這樣一段話,我直接截圖,如下所示,根據某個槍械專家在上個世紀20年代對空中掉落的子彈的研究,口徑為0.3英寸(即7.62毫米)步槍彈彈丸落地時的終端速度可以達到每秒90米,而速度在61米/秒~100米/秒之間的子彈就已經可以穿透人體的皮膚了。所以,這從天上掉下來的子彈,能不能砸死人不好說,但是使人受傷還是可以做到的。
然後,如果想要進一步瞭解“高空掉落的子彈究竟危不危險”這個問題的話,建議大家去看《流言終結者》,現在在B站還能找到相關的視頻,裡面有提到,30-60步槍彈和9毫米手槍彈從高空下落時的終端速度都大概是100英里/秒,即44.7米/秒,接著節目組拿來豬頭做實驗,結果是手槍彈沒有破防,而步槍彈則是剛好穿透了豬皮。但是
因此,天上掉落的子彈殺傷力如何具體還跟你開槍的角度有關,垂直角度開槍,垂直落地的子彈(不一定是彈尖落地),理論上是不致命的,而傾斜著開槍的話,彈丸會穩定旋轉,彈道相對穩定,並且此時是彈尖落地的,所以殺傷力會更大。
哨兵ZH
朝天開槍,子彈最終當然會回到地面上來,至於能不能傷人,那還得看是什麼型號的槍支以及什麼型號的子彈了。
如果垂直向上開槍,那麼子彈出膛之後首先做的就是豎直上拋運動,一般說來,小型步槍子彈的出膛速度達到了600-800m/s,而在重力、空氣阻力等影響下,子彈的速度會越來越小,空氣阻力近似與子彈速度的二次方成正比,那麼隨著高度的增加,子彈的速度會越來越小,加速度的絕對值也會越來越小,直到速度為零的那一刻抵達最高點,加速度即為重力加速度。
隨後子彈做自由落體運動,不過空氣阻力依舊存在,而且空氣阻力是不可以忽略的一個重大影響,隨著子彈不斷下落,子彈的速度會越來越大,加速度會越來越小,這裡有可能出現幾種情況,一種是子彈一直加速,直到落回地面,一種是子彈先加速,然後做勻速運動。因為子彈的飛行會受到很多因素的影響,比如溫度、空氣溼度、風速,所以要精確計算子彈的飛行曲線並不是一件可行的事。所以有人就想到了用實驗的方法來驗證子彈落地的速度有多大。
有一國外專家團隊做過一個實驗,得出了這樣一個結論,那就是用步槍朝天射擊,子彈出膛的時候速度為650m/s,隨後子彈不斷上升,直到13s的時候抵達最高點,也就是離地1100米的高度處,最終子彈又用了30秒的時間返回地面,落地時的速度為95米每秒。這是一個很快的速度了,子彈少說也有20g的重量,讓其從5米高的地方自由落體,砸在腦袋上也是有點疼,而這個速度不過才10m/s罷了,很難想象如果速度增大為10倍的話,那麼其具有的動能就增大了100倍,恐怕這個速度足以要了人的命吧。